Masalah mendasar Termodinamika Statistik adalah untuk menghitung sejumlah distribusi energi yang diberikan '' E'' dari'' N'' pada yang sistem yang identik.<ref>{{cite book | author=Schrodinger, Erwin | title=Statistical Thermodynamics | publisher=Dover Publications, Inc. | year=1946 | isbn=0-486-66101-6 | oclc=20056858}}</ref> Tujuan Termodinamika Statistik adalah untuk memahami dan menginterpretasikan sifat makroskopik yang terukur berdasarkan sifat-sifat partikel penyusunnya dan interaksi antar partikel penyusun tersebut. Hal ini dilakukan dengan menghubungkan fungsi termodinamika dengan persamaan mekanika kuantum. Dua besaran utama yang digunakan dalam termodinamika statistik adalah [[Faktor Boltzmann]] dan [[Partition function (statistical mechanics)|Fungsi Partisi]].
